تسارع التسويق العالمي لبطاريات الحالة الصلبة

أدى اكتشاف الكهرباء إلى تغيير العالم، مما أدى إلى ظهور سلسلة من الاختراعات التي جعلت حياة الناس أكثر أمانًا وصحة وكفاءة وراحة. ودفعت البطاريات هذا الاكتشاف إلى آفاق جديدة، حيث زودت الناس بطريقة لتخزين الكهرباء واستخدامها لتشغيل الأجهزة المحمولة.

في الوقت الحاضر، تهيمن بطاريات الليثيوم أيون على السوق، لكن بطاريات الحالة الصلبة الأكثر أمانًا وذات السعة العالية قد تصبح القوة الدافعة لعالم المستقبل، بل وتساعد البشرية في التغلب على آثار تغير المناخ.

البدء بالبطاريات الصغيرة.

في الوقت الحاضر، تم استخدام عدد صغير من بطاريات الحالة الصلبة الصغيرة في بعض الساعات والمزروعات الطبية. أعلنت شركة تصنيع الإلكترونيات اليابانية TDK أنها نجحت في تطوير نسخة جديدة من بطارية الحالة الصلبة CeraCharge. تصل كثافة طاقة حجم الوحدة إلى 1000 واط/ساعة لكل لتر، وهو ما يعادل حوالي 100 ضعف كثافة طاقة بطاريات الحالة الصلبة التقليدية من TDK. لم تكشف شركة TDK عن الكثير من التفاصيل حول التكنولوجيا الخاصة بالبطارية، لكنها أشارت إلى أنها تستخدم أنود من سبائك الليثيوم وإلكتروليت صلب قائم على أكسيد، مما يجعلها 'آمنة للغاية'.

تشير سعة تخزين الطاقة لبطارية CeraCharge الجديدة إلى أن عمر البطارية الأطول أو التصميم الأكثر إحكاما على وشك أن يصبح حقيقة. بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن تصبح هذه البطارية بديلاً قابلاً لإعادة الشحن لبطاريات الأزرار التي يمكن التخلص منها والتي تتميز بكثافة طاقة عالية.

وخططت شركة TDK مبدئيًا لتطبيق هذه البطارية على المنتجات الإلكترونية الصغيرة مثل سماعات الرأس اللاسلكية وأدوات السمع والساعات الذكية، بينما أعربت عن رغبتها في دخول أسواق أوسع مثل الهواتف الذكية.

وقال هيروشي ساتو، رئيس قسم تطوير الطاقة في شركة TDK، إنه مع زيادة مساحة البطارية، يصبح من الصعب بشكل متزايد تصنيع هياكل موحدة وعالية الكثافة، مما قد يؤدي إلى عيوب هيكلية مثل الشقوق والتشوهات. وتخطط شركة TDK للبدء بالبطاريات الصغيرة، وتجميع الإنتاج والخبرة العملية، واستكشاف الإمكانات التجارية للبطاريات الكبيرة تدريجيًا.

التحرك تدريجيا نحو التصنيع

حاليًا، على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون قد حققت تقدمًا كبيرًا في فعالية التكلفة والأداء، إلا أن القيود الزمنية لشحنها، والقلق بشأن النطاق، والمخاوف المتعلقة بالسلامة تظل عقبات رئيسية أمام استبدال مركبات محرك الاحتراق الداخلي بالكامل بالمركبات الكهربائية. وفي هذا السياق، تنتقل بطاريات الحالة الصلبة، باعتبارها أداة للابتكار التكنولوجي في السيارات الكهربائية، تدريجياً من مرحلة البحث والتطوير إلى مرحلة التصنيع.

وفي عام 2023، دخلت تويوتا في شراكة مع شركة الطاقة اليابانية Idemitsu للإعلان عن إطلاق إنتاج بطاريات الحالة الصلبة من عام 2027 إلى عام 2028.

مرسيدس بنز متفائلة أيضًا بشأن بطاريات الحالة الصلبة. وتعتقد الشركة أن بطاريات السيارات ذات الحالة الصلبة يمكن أن توفر ما يقرب من ضعف نطاق بطاريات الليثيوم أيون، وتخطط لوضع هذا النوع من البطاريات في الإنتاج الضخم قبل عام 2030.

في الآونة الأخيرة، توصلت شركة PowerCo للبطاريات التابعة لشركة فولكس فاجن إلى شراكة استراتيجية مع QuantumScape، وهي شركة أمريكية مطورة لبطاريات الحالة الصلبة، لتقديم تكنولوجيا بطاريات الليثيوم المعدنية ذات الحالة الصلبة، بهدف إنتاج بطاريات تلبي احتياجات ما يصل إلى مليون سيارة كهربائية سنويًا.

تجمع تقنية QuantumScape الفريدة بين الإلكتروليتات الصلبة والسائلة، مما يتجنب بشكل فعال مشاكل التغصنات ولديه القدرة على زيادة نطاق المركبات الكهربائية من أكثر من 500 كيلومتر إلى 800 كيلومتر، مما يزيد من تعزيز تسويق تكنولوجيا البطاريات ذات الحالة الصلبة.